TW201330041A - 高均勻亮度之發光鍵盤 - Google Patents

Abstract

一種高均勻亮度之發光鍵盤，包括有一按鍵部與至少一導光元件。該按鍵部包含有複數按壓單元及一承載該些按壓單元的基板，每一平行列之多個按壓單元定義為一按壓單元集合，且每一按壓單元集合與該基板之間隔區域定義為一垂直投影空間，任二相鄰按壓單元集合之間定義為一水平裝設空間；該導光元件包含有一位於該水平裝設空間的導光部及二位於該垂直投影空間的光源投射部，該光源投射部上至少具備一透光區域，令該導光部所傳導的光線經由光源投射部上之透光區域投射至該垂直投影空間內，使該按壓單元集合具有均勻的亮度。

Description

高均勻亮度之發光鍵盤

本發明係有關一種發光鍵盤，尤指一種高均勻亮度之發光鍵盤。

鍵盤裝置作為電腦系統中之指令輸出之設備，設計的重點著重於使用者能夠舒適且準確的輸入指令訊號。在光線不足的情況下，一個對鍵帽上之符號與文字配置尚不熟悉的使用者即面臨難以快速的輸入指令訊號的窘境，因此，為了因應在光線昏暗的環境下仍能令使用者清楚辨識出鍵帽上的符號與文字，廠商積極開發出適於黑暗中使用之發光鍵盤。

習知的發光鍵盤具有利用導光板做為發光元件者，如美國公告第US6,648,530號、第US6,860,612號、第US7,531,764號，以及中華民國公告第509955號、第516671號、第587800號、第594546號等。其主要在於以電致發光板(Electroluminescent Sheet)、光纖板材(Optical Fiber panel)等發光背板取代大量的發光二極體，因為此種發光鍵盤得以透過單一發光背板而使整體鍵盤均勻發光，故所需零件較少而可節省組裝的工序與成本。

除了上述的導光板外，亦有利用導光條做為發光元件者，如中華民國公開專利第201115609號揭示，主要包含有一鍵盤部以及一導光部，該鍵盤部包含有複數個鍵帽、一承載該等鍵帽的基板以及位於該鍵帽與該基板之間的活動空間，該導光部包含至少一非透光區域與至少一透光區域，該透光區域以預設角度向該鍵盤部投射光源。

於前述的實施態樣中，該導光部皆係設置於鍵帽與基板之間並可供該鍵帽進行上下往復位移的活動空間，故能夠充分利用傳統鍵盤中的既有空間而達到發光的效果，相較於利用導光板作為發光元件的發光鍵盤，不僅厚度較薄，重量也較輕。然其缺點在於，該前案的導光條係設置於複數列之按壓單元集合之間，且該導光條的結構過於細長，故該導光條表面的透光區域並非位於該按壓單元集合之下方，因此，當該透光區域以預設的角度將光線投射至該按壓單元集合時，部分的光線仍會散失於該按壓單元集合外而造成鍵盤的發光亮度不足。

為了解決上述問題，如中國公告專利第CN201681747號，係於該導光條上延伸複數個與該導光條光學連通的分支至各個按壓單元的下方，以將光線直接投射至該按壓單元。然而，其缺點在於，每個分支僅對應到單一個按壓單元，故一個導光條上即必須延伸有與該等按壓單元相同數量的分支，因此，製造該導光條的工序成本將大為增加，另一方面，由於投射至該按壓單元的光線為分別來自相對應的分支，而各個分支會受限於製程因素而具有不同的出光效率，導致該等按壓單元的亮度不盡相同。

本發明之主要目的，在於解決細長的導光條結構無法將光線有效且均勻的投射至該些按壓單元的缺失。

為達上述目的，本發明提出一種高均勻亮度之發光鍵盤，包含有一按鍵部與至少一導光元件，該按鍵部包含複數按壓單元及一承載該些按壓單元並供該按壓單元產生一觸發位移行程的基板，且每一平行列之多個按壓單元定義為一按壓單元集合，且每一按壓單元集合與該基板之間隔區域定義為一垂直投影空間以及任二相鄰按壓單元集合之間定義為一水平裝設空間；該導光元件設置於該基板上任二相鄰按壓單元集合之間，包含有一位於該水平裝設空間的導光部及二位於該垂直投影空間的光源投射部，該光源投射部上至少具備一對該按壓單元集合投射光源的透光區域，令該導光部所傳導的光線經由光源投射部上之透光區域投射至該垂直投影空間內，使該按壓單元集合具有均勻的亮度。

於本發明一實施例中，該導光元件包含有一位於該光源投射部之表面排除該透光區域的不透光區域。

於本發明一實施例中，該透光區域包含有至少一分別對應至該些按壓單元的出光槽，該導光元件所傳導之光線經由該出光槽集中投射至該些按壓單元。

於本發明一實施例中，該出光槽的深度係由該外部光源的鄰近處向遠離處漸增。

於本發明一實施例中，該出光槽的剖面可為多角形、半圓形或不規則形狀。

於本發明一實施例中，該按壓單元包含有一鍵帽、一位於該鍵帽與該基板之間的連動機構、以及一設置於該連動機構中的彈性元件，該彈性元件提供一回復力道至該鍵帽，令該按壓單元得相對該基板進行該觸發位移行程。

於本發明一實施例中，該基板包含有至少一固定該連動機構的定位部。

於本發明一實施例中，該按鍵部包含有一設置於該基板與該鍵帽之間並於該鍵帽進行該觸發位移行程時產生一輸出指令的電路板。

於本發明一實施例中，該電路板設置於該基板的上方。

於本發明一實施例中，該電路板設置於該基板的下方，而該電路板下方設置有一底板。

於本發明一實施例中，該導光元件設置於該電路板上或該基板上。

於本發明一實施例中，該導光元件於至少一端配置有一將光線導入該導光元件的外部光源。

於本發明一實施例中，該外部光源設置於該基板上，且該外部光源可為一電致發光元件或一發光二極體。

藉由如上所述之結構，本發明與先前技術相較具有下列之優點：

一、本發明的導光元件相較於先前技術具有較大的出光面積。本發明將每一平行列之多個按壓單元定義為一按壓單元集合，並將每一按壓單元集合與該基板之間隔區域定義為一垂直投影空間，而該導光元件包含有二位於該垂直投影空間的光源投射部，因此，光線可直接經由該光源投射部的透光區域投射至該按壓單元集合，而令該按壓單元集合具有均勻的亮度。

二、該光源投射部的透光區域包含有複數個分別對應至該些按壓單元的出光槽，故光線可經由該些出光槽集中出光而投射至該些按壓單元，令該按壓單元集合同時具有均勻亮度以及高亮度。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱『圖1』所示，係本發明之高均勻亮度之發光鍵盤結構分解示意圖，該發光鍵盤主要包含有一按鍵部10與至少一導光元件20，該按鍵部10包含複數按壓單元111及一承載該些按壓單元111並令該按壓單元111產生一觸發位移行程的基板12，且每一平行列之多個按壓單元111定義為一按壓單元集合11。

該按壓單元111包含有一可標示符號與文字的鍵帽112、一分別連接該鍵帽112與該基板12的連動機構113，以及一設置於該連動機構113中的彈性元件114。為了將該按壓單元111固定於該基板12上而不致於脫落，該基板12設置有複數個固定該連動機構113的定位部121。

請一併參閱『圖2』至『圖3』所示，係本發明之高均勻亮度之發光鍵盤於A-A線段與B-B線段之結構剖面示意圖，當使用者以指尖按壓該鍵帽112時，該彈性元件114受到壓迫而穿過該基板12的一開孔122，並與設置於該基板12下方的一電路板14接觸，令該電路板14產生一輸出指令，而該彈性元件114受壓的同時，亦會產生一相反於該按壓方向的回復力道，使該鍵帽112回復到未受指尖按壓的位置。而於一實施態樣中，該鍵盤部10包含有一底板15、一設置於該底板15上的電路板14，與一設置於該電路板14上的基板12，該導光元件20設置於基板12上任二相鄰按壓單元集合11之間，其可為光纖或任何可傳導光線之物件，且於該導光元件20至少一端配置有一將光線導入該導光元件20的外部光源30，該外部光源30可設置於該基板12上(圖未示)，但並不以此為限，該外部光源30可為電致發光元件、發光二極體，或者以其他形式產生亮度之發光元件。於其他可行的實施態樣中，該導光元件20亦可由外界取得電源而發光，如此即可省去該外部光源30。

為了清楚敘明本發明技術特徵，本發明將每一按壓單元集合11與該基板12之間隔區域定義為一垂直投影空間120，並且將任二相鄰按壓單元集合11之間定義為一水平裝設空間110，而該導光元件20包含有一位於該水平裝設空間110的導光部21及二位於該垂直投影空間120的光源投射部22，該光源投射部22上至少具備一對該按壓單元集合11投射光源的透光區域23，與一位於該光源投射部22之表面排除該透光區域23的不透光區域24。

該透光區域23係位於該垂直投影空間120內，由該導光部21所傳導的光線直接經由光源投射部22上之透光區域23投射至該垂直投影空間120內，故可減少光線散失至該按壓單元111外的機會，並使該按壓單元集合11具有均勻的亮度，而該不透光區域24可藉由塗佈或鍍上一具有光吸收或光反射作用之塗層，以防止由該導光部21所傳導的光線自該不透光區域24穿出。此外，該按壓單元111的連動機構113與彈性元件114可由導光材料所製成，而該基板12的表面可塗佈具有光反射作用之塗層，因此，光線能夠於該垂直投影空間120內被該連動機構113與該彈性元件114所吸收而傳導至該鍵帽112，而該基板12可將光線反射至該鍵帽112，故該鍵帽112的亮度可進一步增加。

如『圖1』至『圖3』所示，本發光鍵盤之第一實施例之導光元件20的結構為一細長的四方體，該透光區域23係設置於該光源投射部22側表面，但並不用以限定本發明，舉例來說，該透光區域23亦可設置於該光源投射部20位於該垂直投影空間120內的上表面，亦即，該透光區域23的位置可依照使用者的喜好輕易變換，而將光線集中投射至該按壓單元集合11的特定位置。於第一實施例中，將該透光區域23設置於該光源投射部22的側表面即可將光線直射至複數個連動機構113與彈性元件114，若將該透光區域23設置於該光源投射部22的上表面，即可將光線直射至複數個鍵帽112，故可依照不同的需求而改變發光鍵盤的發光效果。

整體觀之，該透光區域23係相對應該按壓單元集合11，因此，當該導光元件20兩端截面為光源所產生的光線射入時，該導光部21所傳導的光線經由該透光區域23投射至該垂直投影空間120內，由於該透光區域23係對應至一整列之按壓單元集合11，因此，按鍵部10的複數個按壓單元111能夠具有均勻的高亮度。

再請參閱『圖4』所示，為本發明之第二實施例之B-B線段結構剖面示意圖，如圖所示，該導光元件20之透光區域23可包含有至少一分別對應至該些按壓單元111的出光槽231，該出光槽231的內壁能夠有效的將光線聚集於該出光槽231內，再將光線自該出光槽231集中投射出去。該出光槽231出光的投射方向可藉由改變出光槽231的立體構形而隨意變換，而不受該光源投射部22的立體結構所限制。

請參閱『圖5』所示，為本發明第三實施例之導光元件之局部結構放大示意圖，如圖所示，該透光區域23內包含有兩種出光槽231，其中，兩種出光槽231於垂直該導光元件20軸心的剖面分別為一三角形與一四邊形，並分別設置於光源投射部22的不同位置，設置於該光源投射部22之邊緣的出光槽231具有三角形的剖面，使光線可自該出光槽231傾斜向上投射，而設置於該光源投射部22之側表面的出光槽231具有四邊形的剖面，令光線可自該出光槽231平行向外投射，除上述兩種出光槽231結構外，該出光槽231於垂直該導光元件20軸心的剖面亦可為多邊形、半圓形或不規則形狀。該透光區域23設置出光槽231的有益效果在於，光線能夠自該出光槽231集中出光、該出光槽231的位置能夠因應不同的鍵盤設計而改變、且光線的投射方向不受該光源投射部22的立體結構所限制。

此外，由於光線在傳導的過程中會逐漸因被吸收或被發散而逐漸喪失明度，故為避免該發光鍵盤靠近外部光源30的部分與遠離該外部光源30的部分相比具有明顯的明度落差，該出光槽231的深度可如『圖6 』所示，設計為自該外部光源30的鄰近處至該遠離處漸增，如此，較淺的出光槽231相對應的集光區域較小，而較深的出光槽231相對應的集光區域較大，可正好補足因不同的光線傳導距離所造成的明度差異。

另一方面，目前業界使用之鍵盤略有兩種態樣，其中一種如『圖2』至『圖4』所示，該導光元件20設置於該基板12上方，該基板12的下方設置有一電路板14，該電路板14下方更設置有一支撐該電路板14的底板15；而於第四實施例，如『圖7』所示，該導光元件20設置於該電路板14上，而該基板12設置於該電路板14的下方，由於該電路板14已為該基板12所支撐，故能夠省略底板15的設置而達到薄型化的目的，至於其餘的構件配置方式與第一實施例相同，故不再次贅述。

綜上所述，本發明之導光元件設置於該基板上任二相鄰按壓單元集合之間，其包含有一位於該水平裝設空間的導光部及二位於該垂直投影空間的光源投射部，該光源投射部上至少具備一對該按壓單元集合投射光源的透光區域與一排除該透光區域的不透光區域。由於該按壓單元集合係由每一平行列之多個按壓單元所組成，故該導光部所傳導的光線經由光源投射部上之透光區域投射至該垂直投影空間內，並使該按壓單元集合具有均勻的亮度。

此外，該透光區域更可包含有至少一出光槽，該出光槽可有效集光，並藉著不同的立體構型而改變該出光槽的光線投射方向。如此，相較於習知的發光鍵盤，本發明之發光鍵盤利用結構簡單的導光元件即可達到大面積均勻發光的目的，並且於該導光元件開設有複數個出光槽以集中出光至該些按壓單元，以使該發光鍵盤符合高均勻亮度的需求。因此，本發明極具進步性及符合申請發明專利之要件，爰依法提出申請，祈 鈞局早日賜准專利，實感德便。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明之一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍內。

10．．．按鍵部

11．．．按壓單元集合

110．．．水平裝設空間

111．．．按壓單元

112．．．鍵帽

113．．．連動機構

114．．．彈性元件

12．．．基板

120．．．垂直投影空間

121．．．定位部

122．．．開孔

14．．．電路板

15．．．底板

20．．．導光元件

21．．．導光部

22．．．光源投射部

23．．．透光區域

231．．．出光槽

24．．．不透光區域

30．．．外部光源

圖1，係本發明發光鍵盤之結構分解示意圖。

圖2，係本發明發光鍵盤之第一實施例沿『圖1』之A-A線段結構剖面示意圖。

圖3，係本發明發光鍵盤之第一實施例沿『圖1』之B-B線段結構剖面示意圖。

圖4，係本發明發光鍵盤之第二實施例沿『圖1』之B-B線段結構剖面示意圖。

圖5，係本發明發光鍵盤之第三實施例之導光元件局部結構放大示意圖。

圖6，係本發明出光槽之深度由該外部光源的鄰近處至該遠離處漸增之局部結構放大示意圖。

圖7，係本發明發光鍵盤之第四實施例沿『圖1』之A-A線段結構剖面示意圖。

10．．．按鍵部

11．．．按壓單元集合

111．．．按壓單元

112．．．鍵帽

113．．．連動機構

114．．．彈性元件

12．．．基板

121．．．定位部

122．．．開孔

20．．．導光元件

30．．．外部光源

Claims (17)

1. 一種高均勻亮度之發光鍵盤，包括有：
   　　一按鍵部，包含複數按壓單元及一承載該些按壓單元並供該按壓單元產生一觸發位移行程的基板，且每一平行列之多個按壓單元定義為一按壓單元集合，且每一按壓單元集合與該基板之間隔區域定義為一垂直投影空間以及任二相鄰按壓單元集合之間定義為一水平裝設空間；
   　　至少一導光元件，設置於該基板上任二相鄰按壓單元集合之間，包含有一位於該水平裝設空間的導光部及二位於該垂直投影空間的光源投射部，該光源投射部上至少具備一對該按壓單元集合投射光源的透光區域，令該導光部所傳導的光線經由光源投射部上之透光區域投射至該垂直投影空間內，使該按壓單元集合具有均勻的亮度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該導光元件包含有一位於該光源投射部之表面排除該透光區域的不透光區域。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該透光區域包含有複數個分別對應至該些按壓單元的出光槽，該導光部所傳導之光線經由該出光槽集中投射至該些按壓單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該出光槽的深度係由該外部光源的鄰近處向遠離處漸增。
5. 如申請專利範圍第3項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該出光槽的剖面可為多邊形或半圓形。
6. 如申請專利範圍第3項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該出光槽的剖面可為不規則形狀。
7. 如申請專利範圍第1項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該按壓單元包含有一鍵帽、一位於該鍵帽與該基板之間的連動機構、以及一設置於該連動機構中的彈性元件，該彈性元件提供一回復力道至該鍵帽，令該按壓單元得相對該基板進行該觸發位移行程。
8. 如申請專利範圍第7項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該基板包含有至少一固定該連動機構的定位部。
9. 如申請專利範圍第7項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該按鍵部包含有一設置於該基板與該鍵帽之間並於該鍵帽進行該觸發位移行程時產生一輸出指令的電路板。
10. 如申請專利範圍第9項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該電路板設置於該基板的上方。
11. 如申請專利範圍第9項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該電路板設置於該基板的下方，而該電路板下方設置有一底板。
12. 如申請專利範圍第9項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該導光元件設置於該電路板上。
13. 如申請專利範圍第1項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該導光元件設置於該基板上。
14. 如申請專利範圍第1項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中於該導光元件至少一端配置有一將光線導入該導光元件的外部光源。
15. 如申請專利範圍第14項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該外部光源為一電致發光元件。
16. 如申請專利範圍第14項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該外部光源為一發光二極體。
17. 如申請專利範圍第14項所述之高均勻亮度之發光鍵盤，其中該外部光源設置於該基板上。